JP3850801B2 - 螺旋網の立体構造物およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋網の立体構造物およびその製造方法に関する。
具体的には、線材を螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網を連結
した立体構造物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中心に空洞をもたない螺旋（hollowless helix）は、一般的なスプリングコイルとは異なり、伸縮や屈曲に抵抗することができる。
螺旋線材を用いた構造物については、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特開平８-２９０５０１号公報および特開平８-２９１５８７号公報には、所定の直径からなる線材を螺旋状に巻回した多数の螺旋体を、相互の谷部と山部とが側方会合した状態で集合固定した螺旋構造物および建築用構成物が開示されている。
また、特開平９-３１４７０９号公報には、所定の直径からなる線材を螺旋状に巻回した複数の螺旋体からなる結合体相互を、山部および谷部を係合させながら拘束部材により拘束して側方会合させることにより結合可能にする螺旋構造物が開示されている。
しかし、これらの従来技術は、複数の螺旋体を結合させて、棒状あるいは網状の構造物を作る方法であって、これらを組み合わせて立体構造物とするための具体的な連結方法については検討されていなかった。
さらに、線材の中心を限りなくゼロに近づけて螺旋に加工したものは側方会合させると隙間なく密着し、網に組むと形状が安定した強靭な網体ができ、これらについては、例えば、特開２００１−３３６０４８公報に開示されている。
しかし、特開２００１−３３６０４８公報には、図１に示すような最密に編まれた螺旋網が開示されているが、この螺旋網を用いた構造物としては複数の湾曲板を組み合わせて筒状にした網体が開示されているのみであり、螺旋網同士の立体的な連結方法についての検討がなされておらず、螺旋網の立体構造物を工業的規模で製造するには至っていなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８-２９０５０１号公報
【特許文献２】
特開平８-２９１５８７号公報
【特許文献３】
特開平９-３１４７０９号公報
【特許文献４】
特開２００１−３３６０４８公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、線材を螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網同士を簡便に連結することにより任意形状にすることができる、螺旋網の立体構造物およびその製造方法を工業的規模にて提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、線材を螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網同士を簡便に連結することにより任意形状にすることができる、螺旋網を用いた立体構造物およびその製造方法を工業的規模にて提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
【０００６】
（１）線材を、螺旋の外径が線材直径の約２倍である螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網を連結した立体構造物であって、
前記複数の螺旋網の経線と緯線とを間引き、もしくは、経線および緯線を回転させ、端部を折り曲げ加工して形成したリブの位置を相互にずらして連結部を形成し、
該連結部に前記螺旋線材を挿入することにより前記複数の螺旋網を連結することを特徴とする螺旋網の立体構造物。
（２）前記螺旋網が、巻き方向が同一方向の螺旋線材にて構成されていることを特徴とする（１）に記載の螺旋網の立体構造物。
（３）前記螺旋網の一部または全部が、巻き方向が異なる方向の螺旋線材にて構成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の螺旋網の立体構造物。
（４）前記立体構造物が、複数の螺旋網を連結して構成した角筒を有することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の螺旋網の立体構造物。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載の立体構造物を製造することを特徴とする螺旋網の立体構造物の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図１乃至図１９を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に用いる巻き方向が同方向の螺旋網を例示する図である。
図１において、螺旋網は縦方向の経線１と横方向の緯線２とを編んだ構造となっている。図１では、経線１と緯線２とを構成する螺旋線材の螺旋の巻き方向がいずれも左巻きとなっており、巻き方向が異なる場合に比べて強固な構造となっているうえ、網目が円形と四角形とを交互に並べた模様となっているので意匠性に優れている。
なお、本発明に用いる螺旋線材の材質およびサイズは問わないが、強度や加工性および組み立て施工性の観点から、例えば、加工性に優れた軟鋼からなる線材を用い、線材直径が１〜５ｍｍ、螺旋の外径が線材直径の約２倍、螺旋のピッチが線材直径の５〜８培のものが好ましい。
図２は、本発明に用いる螺旋網を例示する図であり、図１の螺旋網の経線と緯線とを２本ずつ抜いた構造を示す図である。
螺旋網の端部から１ピッチ以上内側の経線または緯線に沿って折り曲げればリブとすることができる。
【０００８】
また、図２のように螺旋網の経線１と緯線２とを間引くことによって、螺旋網の端部を折り曲げて連結用のリブを形成したときに、リブの位置を互いにずらして連結することができる。
本発明においては、螺旋線材によって網を構成しているので、螺旋網に組んだ後でも、螺旋線材を回転することによって前進または後退させ網の分解、線材の部分的交換や追加が容易にできる特徴をもっている。
網体はどのような材質のものであっても、ある大きさになると撓みを生ずるため所定の形状を維持するには支柱や桁などの支持体が必要である。そのため端部を折り曲げてリブとし、撓みを防ぐことが行われるが、そのリブ同士を直接連結させることは困難で、やはり支持体を用いることになる。
螺旋網体はその構造の特性から溶接やボルト等を使わずに、リブ同士を容易に連結させリブ自身を支持体とすることができるので支持体を大幅に減らすことができる。
【０００９】
連結を可能にするためには図２のように、あらかじめ隣接する２本ずつを残し、その間の２本は除いておく、これを「２本抜き螺旋網」と称する。隣接する螺旋線材２本を残すのは、経線を２本の緯線が表裏から挟み、横ずれを防いでいるからで、２本ずつの経線と緯線が交差していればこの特徴を失わないからである。使用目的によっては、この配置の中間で線材数を適宜減らしてもよいが、２本を隣接させる関係を保つことが好ましい。
図３乃至図５は、２本抜き螺旋網を折り曲げて連結用リブを形成する方法を示す図である。以下の図では繁雑を避けるため螺旋をすべて直線で示してある。
２本抜き螺旋網Ａの端部を図３の点線の位置で折り曲げてリブ３Ａとし、もう一方の螺旋網ＢはＡに対し半ピッチずれた位置で折り曲げて３Ｂとする。
図４に矢印で示すように、ＡおよびＢの２本抜き螺旋網のリブ３Ａと３Ｂを対向させ経線１を挿入すると図５のような最密状態のリブ３となり強固に連結することができる。ただし、図４の１´はリブ３Ａと３Ｂの横転を防ぐための仮止めとして利用するのであって、対向させるときは取り除く。
なお、前述の螺旋網の加工および、リブ３の曲げ加工は、あらかじめ工場で加工しておき、建設現場では螺旋網の組み立て・設置のみを行うことにより、著しく工期を短縮することができ建設コストを低減することができる。
【００１０】
図６は、経線および緯線を間引く代わりに回転させてずらした実施形態を示す図である。
図６のように、経線１および緯線２を間引く代わりに、経線１´および緯線２´を回転させてずらすことにより、リブ部分だけが２本抜きになるように２本ずつ相互にずらして間隙を確保して折り曲げることによって、螺旋網本体も最密状態にすることができる。
図７および図８は、螺旋網の４辺を連結してパネルを製造する実施形態を示す図である。
図７の上側の図は、図３の説明で記したように、隣接させる螺旋網の緯線のピッチが互いに半ピッチずれた位置で曲げ加工して連結した場合の断面図であり、図７の下側の図は、隣接させる螺旋網の端部を全く同一方向に曲げ加工して、片方を反転させてリブ３同士を連結する場合の断面図である。
また、図８は、螺旋網の端部を上記の説明に従って曲げ加工したリブ３同士を連結して組み立てたパネルの斜視図であるが、図７の上側にするか、下側にするか、両者を混在させるかを選択することができる。
このように、本発明を用いることにより、螺旋網の４辺方向に作業現場で連結することによって、任意の広さおよび厚さのパネルを製造することができ分解も容易である。
このような螺旋網を連結したパネルは、大型建築物の床、壁、屋根等。長大なフェンス、ビニールハウス、簡易住宅等に利用できる。
【００１１】
図９および図１０は、本発明を用いて角筒を製造する実施形態を示す図である。
２辺にリブを付けた複数個の螺旋網を向かい合わせて両端を閉鎖するように連結すれば折り曲げの角度に応じて図９に示すような多角形の筒ができる。使用目的に応じてリブを外付けまたは内付けとする。
図９の左側に示すように、螺旋網の端部を直角ではなく、１２０度に折り曲げて形成したリブ３同士を連結することによって、外側にリブ３を有する六角筒を作ることができ、このリブ３の長さに相当する深さの凹凸の面に連結することもできる。
また、図９の右側に示すように６０度に折り曲げて形成したリブ３同士を連結することによって、内側にリブ３を有する六角筒を作ることができる。
【００１２】
リブの突出を避けたいときは、リブ相当部分を角筒の側面の幅よりやや短くし、図１０および図１１に示すように、螺旋網をコの字型やＬ字型に折り曲げてリブそのものを角筒の側面とすればよい。この場合には、螺旋網に編んだものを折り曲げるだけでなく、あらかじめ所要のコの字型またはＬ字型に折り曲げた螺旋線材を組み立てもよい。
図１０および図１１の左側に示すように、コの字型に折り曲げた螺旋網同士を連結することによって、四角筒を製造することができる。また、あらかじめ緯線をコの字型に折り曲げたものを組み立ててもよい。
また、図１０および図１１の右側に示すように、あらかじめＬ字型に折り曲げたものを緯線とし、経線で連結することによっても、四角筒を製造することができる。この場合は隣接する緯線の断端が同位置に来ないように配置する。
【００１３】
図１２乃至図１５は、本発明により製造した角筒の連結方法を示す図である。
角筒を長軸方向に延長するときは、図１２のように断端の各辺を内側または外側に折り曲げてリブとし連結する。
リブの突出を避けるときは、図１３に示すように、一方の角筒の経線１を数ピッチ後退させて空隙を作り、他方の経線１´をあらかじめ長くとり、連結端を合わせてから１´をこの空隙に前進させればよい。
同様の操作を角筒の各面で行うことにより角筒を長手方向に連結することができる。
また、複数の角筒を平行に連結するときは、図１４に示すように、連結したいそれぞれの側面の経線１をあらかじめ抜いておき、その面を合わせて互いに嵌入させた後に経線１を挿入すればよい。
【００１４】
さらに、四角筒Ａ及びＢをＴ字状に連結する方法を図１５に示す。
まず、図１５の上段に示すように、四角筒Ａの連結しようとする位置の経線１を予め除いておく。
また、図１５の下段に示すように、四角筒Ｂの連結しようとする位置の経線１´´を所要分だけ後退させておく。
次に、図１５の下段に示すように、四角筒Ａの空白部位に所要の長さの経線１´を挿入し、四角筒Ｂを合わせて経線１´´を四角筒Ｂの空白部位に進めてＡ，Ｂを連結する。この経線の前進、後退はそれぞれを回転させることによって容易に行うことができる。
以上の工程を四角筒の４面で行うことによって四角筒ＡとＢをＴ字状に連結することができ、同様の手法を用いるこよによって四角筒同士を十字状に組むこともできる。
上記の各組み立て手法を組み合わせて用いることによって、ボルトや溶接等の締結手法を用いずに様々な立体構造を組み立てることができる。
このような、角筒は、籠、壁、柱、梁、フェンス、ドーム、トンネル、仮設住宅、住宅内地震シェルター等に利用することができる。
【００１５】
図１６は、本発明に用いる巻き方向が異なる方向の螺旋網を例示する図である。
図１は、螺旋の巻き方向が縦横共、同じ方向の螺旋線材を用いた場合で、変形しない。これを「ホモ螺旋網」と称する。
これに対し、図１６に示すように、経線１は左巻き、緯線２は右巻きというように、螺旋線材の巻き方向が異なる場合は対角線方向に変形でき、図１６の矢印で示すように直方形を菱形にすることができる。これを「ヘテロ螺旋網」と称する。 なお、このヘテロ螺旋網は変形するとき網目の大きさも変わるため、網目可変フィルター、流量調節フィルターや、同一形状の多数の棒状物を一斉に保持する場合等に利用できる。
【００１６】
図１７は、ヘテロ螺旋網にリブを付けて多数連結したフェンスを例示する図である。なお、図１７および図１８ではリブを省略してある。
ヘテロ螺旋網の変形によって、凹凸のある底面や斜面に適応して底部にほとんど隙間を作らず立てることができる。
また、状況に応じてリブを長くしたり、ホモ螺旋網とヘテロ螺旋網を混合して連結したりすることによって、自由な形状を作ることができるうえ、変形度合いと強度を調整することができる。
ヘテロ螺旋網を用いた立体構造物は、斜面および凹凸面のフェンス、カーブした路面舗装時の鉄筋等に利用することができる。
【００１７】
また、ヘテロ螺旋網が変形すると幅が変わるため、図１８に示すように、長方形のヘテロ螺旋網を多数連結したものは全体の幅を約３０％収縮させることができるうえ、リブが多数付いているので側面の変形に強い。
これに類似のアコーディオンのような構造のものは従来から実用化されているが、これは、通常、細長い板状のものを斜交させているので側面の変形に弱いが、ヘテロ螺旋網を用いた構造物はこの弱点を克服することができる。
図１８のような強度が強く幅が可変な立体構造物は内側からだけ開閉できる安全シャッター、安全窓サッシ、安全ドア、フェンスの出入り口等に利用することができる。
さらに、菱形に変形させたものは中心で所要の角度に折り曲げて、三角形を単位とする立体に組み立てることができ、球形ドーム、角錐等に利用することができる。
【００１８】
図１９は、本発明のヘテロ螺旋網を用いた角筒を示す図である。
螺旋網角筒の場合も全ての面をヘテロにすると、図１９の矢印で示すように任意の方向に傾斜させることができる。この場合、断面は平行移動するが、その形状は変わらない。変形させたくない面があるときはその面だけをホモにする。ヘテロ角筒を多数連結して延長すれば、かなりフレキシブルな角筒になる。この角筒は側方からの変形に強いので湾曲させても角筒の内腔は十分保たれる。
ヘテロ角筒は、湾曲したトンネル、浮き桟橋の通路、吊り橋の通路、免震構造、耐震水道管、海底ケーブルの保護管等に利用できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、線材を螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網同士を簡便に連結することにより任意形状にすることができる、螺旋網を用いた立体構造物およびその製造方法を工業的規模にて提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いる巻き方向が同方向の螺旋網（ホモ螺旋網）を例示する図である。
【図２】 本発明に用いる螺旋網を例示する図であり、図１の螺旋網の経線と緯線とを２本ずつ抜いた構造を示す図である。
【図３】 ２本抜き螺旋網を折り曲げて連結用リブを形成する方法を示す図である。
【図４】 ２本抜き螺旋網を折り曲げて連結用リブを形成する方法を示す図である。
【図５】 ２本抜き螺旋網を折り曲げて形成したリブを連結する方法を示す図である。
【図６】 経線および緯線を間引く代わりに短くした実施形態を示す図である。
【図７】 螺旋網の２辺を連結してパネルを製造する実施形態を示す断面図である。
【図８】 螺旋網の４辺を連結してパネルを製造する実施形態を示す図である。
【図９】 本発明を用いて角筒を製造する実施形態を示す図である。
【図１０】本発明を用いて角筒を製造する実施形態を示す図である。
【図１１】本発明を用いて角筒を製造する実施形態を示す図である。
【図１２】本発明により製造した角筒の連結方法を示す図である。
【図１３】本発明により製造した角筒の連結方法を示す図である。
【図１４】本発明により製造した角筒の連結方法を示す図である。
【図１５】本発明により製造した角筒の連結方法を示す図である。
【図１６】本発明に用いる巻き方向が異なる方向の螺旋網（ヘテロ螺旋網）を例示する図である。
【図１７】ヘテロ螺旋網とホモ螺旋網とを混合して連結したフェンスを例示する図である。
【図１８】ヘテロ螺旋網を多数連結したフェンスを例示する図である。
【図１９】本発明のヘテロ螺旋網を用いた角筒を示す図である。
【符号の説明】
１、１´、１´´：経線、
２、２：緯線、
３、３：リブ

Claims (5)

1. 線材を、螺旋の外径が線材直径の約２倍である螺旋状に加工した螺旋線材からなる複数の螺旋網を連結した立体構造物であって、
   前記複数の螺旋網の経線と緯線とを間引き、もしくは、経線および緯線を回転させ、端部を折り曲げ加工して形成したリブの位置を相互にずらして連結部を形成し、
   該連結部に前記螺旋線材を挿入することにより前記複数の螺旋網を連結することを特徴とする螺旋網の立体構造物。
2. 前記螺旋網が、巻き方向が同一方向の螺旋線材にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の螺旋網の立体構造物。
3. 前記螺旋網の一部または全部が、巻き方向が異なる方向の螺旋線材にて構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の螺旋網の立体構造物。
4. 前記立体構造物が、複数の螺旋網を連結して構成した角筒を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の螺旋網の立体構造物。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の立体構造物を製造することを特徴とする螺旋網の立体構造物の製造方法。

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